3D-Druck in der Instandhaltung von Eisenbahnen

Siemens Mobility  setzt die additive Fertigung von Stratasys im ersten digitalen Zentrum zur Instandhaltung von Eisenbahnen ein. Durch die Möglichkeit, on-demand Ersatzteile und Fertigungswerkzeuge schnell und kostengünstig im 3D-Druck zu erstellen, werden Nachteile durch überholte Bauteile und Lagerkosten überwunden.

Siemens Mobility GmbH, Teil der Siemens AG, hat sein erstes digitales Zentrum zur Instandhaltung von Eisenbahnen eröffnet – das Siemens Mobility RRX Rail Service Center. Das neue Instandhaltungsdepot in Dortmund-Eving bietet eine Digitalisierung der Instandhaltung auf höchstem Niveau, mithilfe der FDM-3D-Druck-Technologie von Stratasys.

Siemens Mobility hat somit die Bevorratung bestimmter Ersatzteile reduziert. Die Fertigungszeiten der Bauteile wurde um bis zu 95 Prozent verringert. Das Unternehmen kann jetzt nahtlos auf sämtliche interne Nachfragen und Kundenanforderungen reagieren.

Als Vorzeige-Depot von Siemens Mobility werden monatlich etwa hundert Züge im RRX Rail Service Centers gewartet. Dieses hohe Aufkommen setzt die Lieferkette unter Druck und erfordert verlässliche Fertigungslösungen, die eine breite Palette von Kundenanforderungen auf schnelle und kostengünstige Weise erfüllen. Deshalb hat das Unternehmen in einen Stratasys Fortus 450mc 3D-Drucker investiert, um Ersatzteile und Werkzeuge bedarfsgerecht herstellen zu können.

„Wir glauben, dass unser RRX Rail Service Center das fortschrittlichste Depot der Welt ist", sagt Michael Kuczmik, Head of Additive Manufacturing, Siemens Mobility GmbH, Customer Service. „Durch die Kombination von verschiedenen innovativen digitalen Technologien können wir die Effizienz der Eisenbahnbetriebe unserer Kunden erheblich steigern. Die additive Fertigung mit FDM von Stratasys spielt dabei eine zentrale Rolle. Dies ermöglicht uns, Ersatzteile mit längerer Lebensdauer zu reduzierten Kosten und innerhalb kürzester Zeit zu optimieren.“ 

Maßgeschneiderte Lösungen

Laut Michael Kuczmik hat die Möglichkeit, maßgefertigte Ersatzteile je nach Bedarf herzustellen, die Flexibilität gesteigert, mit welcher Kundenanforderungen erfüllt werden „Jeder Zug muss mehrmals im Jahr gewartet werden. Wie Sie sich vorstellen können, möchten alle unsere Kunden, dass dieser Prozess schnellstmöglich durchgeführt wird. Gleichzeitig erwarten sie von unserer Arbeit höchste Genauigkeit, Sicherheit und Qualität. Zudem müssen wir mit ungeplanten oder kurzfristig anfallenden Arbeiten rechnen. In Anbetracht der verschiedenen Zugmodelle und Unternehmen die wir bedienen, erfordert dies eine Menge maßgefertigter Lösungen. Dafür ist die Fortus 450mc genau richtig. Diese bietet uns die Möglichkeit, individuelle, maßgefertigte Produktionsbauteile schnell und kostengünstig herzustellen", erläutert Kuczmik.

Früher war Siemens von herkömmlichen Methoden, wie Spritzguss, abhängig, um Kundenanforderungen zu erfüllen. Die rund sechswöchige Herstellungszeit eines kundenspezifischen Spritzguss-Bauteils führte zu langen Vorlaufzeiten, was bei Einzelteilen wirtschaftlich nicht vertretbar war. Um kostengünstiger zu werden, stellte das Team oft größere Stückzahlen der Bauteile her, von denen viele Bauteile nicht genutzt wurden.

„Mit der Fortus 450mc können wir Ersatzteile innerhalb weniger Stunden per 3D-Druck herstellen. Bauteile die sonst sechs Wochen dauerten, können jetzt in 13 Stunden hergestellt werden. Innerhalb von nur einer Woche können wir den Entwurf prüfen und optimieren sowie ein endgültiges, maßgefertigtes und hochwertiges Bauteil herstellen. Dadurch konnten wir die Fertigungszeit für jedes Bauteil um bis zu 95 Prozent reduzieren, wodurch unsere Reaktionszeit gegenüber unserer Kunden erheblich verkürzt wurde“, sagt Tina Eufinger, Business Development Additive Manufacturing, Siemens Mobility Division.

Agile Fertigung

Neben dem 3D-Druck von Ersatzteilen, verwendet das Team die Technologie von Stratasys ebenfalls zur Herstellung von Werkzeugen. Ein Beispiel dafür ist der Drehgestellverbinder, der zur Wartung der Drehgestelle (dem Chassis oder Rahmen der Radsätze) eingesetzt wird. Werkzeuge für diese Anwendung sind mit herkömmlichen Methoden bekanntlich schwer herzustellen, da sie äußerst komplexe Formen aufweisen können und genau angepasst sein müssen. Zudem wiegen die Drehgestelle mehrere Tonnen. Um sie zu bewegen, ist ein robustes und langlebiges Material erforderlich, damit sie den erheblichen Kräften beim Fahren oder Bremsen standhalten.

Siemens verwendet die Fortus 450mc, um innerhalb weniger Stunden individuelle Werkzeuge für jedes Drehgestell herzustellen. Um die benötigte Stabilität zu gewährleisten, verwendet das Team das thermoplastische Material Ultem 9085.

„Die Verbinder gelten als grundlegende Werkzeuge für eine effektive und sichere Instandhaltung von Drehgestellen. Deshalb war es besonders wichtig, Materialien der additiven Fertigung zu finden, die robust genug sind, um solchen Belastungen standzuhalten“, erklärt Kuczmik. „Das Material Ultem 9085 ist so widerstandsfähig, dass wir die Vorteile des 3D-Drucks nutzen und unsere herkömmlichen Fertigungsmethoden in dieser Werkzeuganwendung ersetzen können.

„Die Möglichkeit, maßgefertigte Werkzeuge und Ersatzteile ohne Mindestanzahl jederzeit und nach Bedarf mittels 3D-Druck herzustellen, hat unsere Lieferkette verändert. Wir haben unsere Abhängigkeit von Outsourcing-Tools sowie die Kosten pro Bauteil reduziert. Nun sind wir in der Lage, Wartungsarbeiten für Kleinserien kostengünstig und effizient zu übernehmen“, sagt er abschließend.

Bild oben:  Das Siemens Mobility RRX Rail Service Center ist das erste digitale Zentrum für Instandhaltung von Eisenbahnen, in dem die additive Fertigungstechnologie von Stratasys ihren Einsatz findet.

  • Mit der Fortus 450mc von Stratasys konnte Siemens Mobility die Fertigungszeit für jedes Ersatzteil um bis zu 95% reduzieren. Bild Stratasys
  • Bild: Stratasys
  • Siemens Mobility verwendet die Fortus 450mc jetzt auch, um innerhalb weniger Stunden individuelle Werkzeuge für jedes Drehgestell herzustellen. Bild: Stratasys
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